Царь-бомба: как СССР показал миру; Кузькину мать

“Царь-бомба”: как СССР показал миру “Кузькину мать”

ТАСС-ДОСЬЕ. 55 лет назад, 30 октября 1961 г., Советский Союз испытал на полигоне Новая Земля (Архангельская область) самое мощное в мире термоядерное устройство – экспериментальную авиационную водородную бомбу мощностью около 58 мегатонн в тротиловом эквиваленте (“изделие 602”; неофициальные названия: “Царь-бомба”, “Кузькина мать”). Термоядерный заряд был сброшен со переоборудованного стратегического бомбардировщика Ту-95 и подорван на высоте 3,7 тыс. м над землей.

Причины создания Царь-бомбы

Советскому Союзу после Второй мировой войны удалось в самые сжатые сроки догнать США в уровне военных ядерных исследований. Дальнейшие разработки, связанные с появлением водородной бомбы, в СССР и США с начала 1950-х годов шли уже практически параллельно. Но советская сторона испытывала на тот момент самые большие проблемы с возможностью доставки своего термоядерного оружие до территории противника.

Осуществить это в достаточно массовом количестве зарядов тогда было попросту нечем, и эта ситуация сохранялась вплоть до появления надёжных и простых в развёртывании и применении межконтинентальных баллистических ракет, что произошло только к середине 1960-х годов. В итоге руководство СССР пришло к решению сделать ставку на качественное превосходство советских ядерных боеприпасов над американскими аналогами. То есть создавать заряды такой мощности, чтобы даже единственный советский бомбардировщик, прорвавшийся через систему ПВО США, смог полностью уничтожить крупный американский мегаполис или даже целый промышленный район.

Разработкой сверхмощной ядерной бомбы занимались ведущие советские физики А.Д. Сахаров, В.Б. Адамский, Ю.Н. Бабаев, Ю.Н. Смирнов, Ю.А. Трутнев под руководством академика И.В. Курчатова. Первые работы и теоретические исследования начались в 1954 году в секретном КБ-11, более известном как Арзамас-16, но основная часть разработки, позволившая значительно усилить мощность взрыва при тех же массогабаритных параметрах, была проведена в 1956-1958 годах в созданном как дублирующем центре ядерных исследований НИИ-1011 (Челябинск-70, в настоящее время РФЯЦ-ВНИИТФ).

Успешно разработанный в 1958 году проект «супербомбы» по военно-политическим соображениям оказался заморожен более чем на два года. В военном плане мощность уже подготовленных в рамках проекта РН-202 боезарядов в 15-30 мегатонн была признана достаточной. Кроме того, в расчёт принималась опасность последствий радиоактивного загрязнения в случае полномасштабного испытания.

Разработка термоядерного оружия в СССР

В СССР разработка термоядерного оружия началась в конце 1940-х гг. Андреем Сахаровым, Юлием Харитоном, Игорем Таммом и другими учеными в Конструкторском бюро №11 (КБ-11, известен как Арзамас-16; ныне – Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский НИИ экспериментальной физики, РФЯЦ-ВНИИЭФ; город Саров, Нижегородская обл.). В 1949 г. был разработан первый проект термоядерного оружия. Первая советская водородная бомба РДС-6с мощностью 400 килотонн, была испытана 12 августа 1953 г. на Семипалатинском полигоне (Казахская ССР, ныне – Казахстан). В отличие от США, испытавших первое термоядерное взрывное устройство Ivy Mike 1 ноября 1952 г., РДС-6с была полноценной бомбой, пригодной к доставке бомбардировщиком. Ivy Mike весило 73,8 т и по своим габаритам больше напоминало небольшой завод, однако мощность его взрыва составила на тот момент рекордные 10,4 мегатонны.

Основное по конструкции и физическим свойствам заряда

Как «Кузькина мать» бомба не являлась просто переименованным изделием проекта РН202. В конструкцию бомбы был внесён ряд важных изменений, в частности, затронувших её центровку. Для обеспечения безопасности экипажа самолёта-носителя авиабомба АН602 была оборудована тремя парашютами: вытяжным, тормозным и основным. Общий вес парашютной системы составил 813 кг.

Сама «Царь-бомба» представляла собой трёхступенчатую конструкцию, в которой взрывное высвобождение ядерной энергии происходило с последовательным нарастанием.

Схема действия каждой из ступеней строилась следующим образом:

• Первая ступень — атомный взрыв, запускающий термоядерную реакцию;
• Вторая ступень — термоядерный взрыв при синтезе дейтерия;
• Третья ступень — запуск ядерной реакции Джекилла-Хайда под действием быстрых нейтронов в оболочке из блоков урана-238.

Согласно расчётам советских физиков-ядерщиков, максимальная мощность подобного взрывного устройство теоретически была неограниченной. В пределах произведённых расчётов для практической реализации на заданном типе конструкции мощность взрыва составляла около 100 мегатонн, хотя могла быть без особых дополнений повышена в несколько раз.

В подготовленном к «рекордному» испытанию экземпляре «Царь-бомбы» было решено не поднимать мощность взрыва до максимальных расчётных показателей. В связи с этим третья ступень бомбы при её окончательном изготовлении состояла из свинца, а не из урана-238, как предполагалось в штатном взрывном устройстве.

Такая замена материала оболочки приводила к общему понижению мощности взрыва, что объяснялось желанием сократить до приемлемого уровня количество выбрасываемых при взрыве радиоактивных осадков. На уменьшении веса бомбы это особо не сказалось: если урановая оболочка 100-мегатонной бомбы должна была весить 2,8 тонны, то свинцовая же оболочка того же объёма — около 1,7 тонны, что на фоне общей массе АН602 было незначительным.

Вес и длина

Мощность

Расчётная мощность складывалась из суммарного объёма высвобождаемой энергии на всех трёх ступенях термоядерного взрыва. Ядерный заряд первой ступени при этом обеспечивал мощность взрыва в 1,5 мегатонны в пересчёте на тринитротолуол, а запуск последующей реакции термоядерного синтеза во второй ступени предполагал добавить к мощности взрыва ещё 50 мегатонн. Полноценное усиление взрыва «Изделия 602» за счёт урановых «слоек» третьей ступени в подготовленной к испытанию бомбе не планировалось.

Радиус поражения

В штатном оснащении «Царь-бомба» способна, в зависимости от высоты взрыва и рельефа местности, образовать сплошной огненный шар диаметром в 3-4 километра с температурой, способной обратить в пепел всё окружающее. Сила ударной волны способна практически полностью разрушить армированные железобетонные здания в радиусе 30-40 километров от эпицентра, а световая вспышка взрыва способна вызвать термические ожоги третьей степени на расстоянии около 100 километров.

Даже по самым скромным оценкам, взрыв такой силы может мгновенно и полностью уничтожить Лос-Анджелес или Париж вместе с их обширными пригородами. Кроме того, подобный взрыв приводит к длительным электромагнитным возмущениям в атмосфере, вызывающим многочасовое нарушение любой радиосвязи.

Проекты сверхмощных зарядов

Решение о создании авиационного сверхмощного термоядерного заряда было принято правительством СССР в ноябре 1955 г. Первоначально разработкой бомбы занимался Научно-исследовательский институт №1011 (НИИ-1011; известен как Челябинск-70; ныне – Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский НИИ технической физики им. академика Е.И. Забабахина, РФЯЦ-ВНИИТФ; город Снежинск Челябинской области).

С конца 1955 г. под руководством главного конструктора института Кирилла Щёлкина велись работы по “изделию 202” (расчетная мощность – примерно 30 мегатонн). Однако в 1958 г. высшее руководство страны закрыло работы по этому направлению.

Спустя два года, 10 июля 1961 г., на совещании с разработчиками и создателями ядерного оружия первый секретарь ЦК КПСС, председатель Совета министров СССР Никита Хрущев объявил о решении руководства страны начать разработку и провести испытание водородной бомбы в 100 мегатонн. Работы были поручены сотрудникам КБ-11. Под руководством Андрея Сахарова группой физиков-теоретиков было разработано “изделие 602” (АН-602). Для него был использован корпус, уже изготовленный в НИИ-1011.

Итог ядерных испытаний

Советский бомбардировщик сбросил бомбу в точно заданном на карте районе на высоте 10,5 тысячи метров. Парашютная система замедлила падение бомбы на 188 секунд до расчётной точки взрыва, произошедшего на высоте четырех километров. Согласно хронике событий, это произошло в 11 часов 33 минуты по московскому времени.

Самолёт-носитель к моменту взрыва успел улететь на 39 км от эпицентра, световая вспышка оставила следы оплавления в нескольких местах на его обшивке. Ударная волна настигла Ту-95В на удалении в 115 км от точки взрыва и серьёзно встряхнула, вызвав почти километровую потерю высоты, но самолёт благополучно вернулся на базу.

Результаты взрыва водородной бомбы на Новой Земле показали заметное превышение расчётных ожиданий по мощности: около 58 Мт вместо предполагаемой 51,5 Мт. Взрывная волна трижды обошла вокруг всего земного шара, нарушение радиосвязи по всей Арктике продолжалось в течение часа. Огненный шар взрыва достиг радиуса примерно 4,6 километра. Теоретически он мог бы вырасти до поверхности земли, однако, этому воспрепятствовала отражённая ударная волна. Из-за большого запаса высоты, воронки на месте взрыва не образовалось.

Термоядерный «гриб» имел диаметр до 97 километров и поднялся на высоту около 64 километров, к нижней границе космоса. Световая вспышка была замечена в Норвегии, Гренландии и даже на Аляске. Акустическая волна распространилась на 700-800 километров от эпицентра, её силы оказалось достаточно, чтобы выбить стёкла на зданиях острова Диксон. Деревянные строения в заброшенном посёлке, расположенным в 200 километрах от места взрыва, оказались разрушенными.

При этом взрыв оказался сравнительно «чистым» в плане радиоактивного загрязнения: 97,5% массы радиоактивных веществ было выработано в реакции термоядерного синтеза. Учёные смогли высадиться в эпицентре взрыва уже через два часа, причём сильного превышения радиоактивного фона не было отмечено.

В конечном итоге испытанием термоядерной бомбы, произведённым в 1961 году на Новой Земле, были достигнуты все цели, поставленные руководством СССР. Взрыв произвёл мощный пропагандистский эффект на население стран Запада, хотя президент США Джон Кеннеди, комментируя это событие, подчеркнул сохранение за Америкой подавляющего превосходства в совокупной мощи ядерных вооружений. На тот момент американский ядерный арсенал превосходил советский в 17 раз. Но испытания «Царь-бомбы» стали одним из главных факторов, способствовавших подписанию ядерными державами в 1963 году в Москве договора о запрете проведения ядерных испытаний в космосе, на земле или под водой.

Для Советского Союза было важным, что испытания дало практическое подтверждение теоретическим расчётам учёных и конструкторов ядерного оружия. Хотя бомба АН 602 изначально не предназначалась для практического военного использования. Бомбардировщик Ту-95В не был способен долететь с такой боевой нагрузкой до территории США, а проводимые в дальнейшем разработки в области межконтинентальных баллистических ракет столь массивных и мощных зарядов уже не требовали.

Испытание

Испытание экспериментального “изделия 602” состоялось 30 октября 1961 г. на полигоне Новая Земля. Ту-95В с экипажем из девяти человек (ведущий летчик – Андрей Дурновцев, ведущий штурман – Иван Клещ) вылетел с военного аэродрома Оленья на Кольском полуострове. Сброс авиабомбы был осуществлен с высоты 10,5 км на площадку Северного острова архипелага, в районе пролива Маточкин Шар. Взрыв произошел на высоте 3,7 км от земли и 4,2 км над уровнем моря, на 188 сек. после отделения бомбы от бомбардировщика.

Вспышка длилась 65-70 сек. “Ядерный гриб” поднялся на высоту 67 км, диаметр раскаленного купола достиг 20 км. Облако долго сохраняло свою форму и было видно на расстоянии нескольких сотен километров. Несмотря на сплошную облачность, световая вспышка наблюдалась на расстоянии более 1 тыс. км. Ударная волна трижды обогнула земной шар, из-за электромагнитного излучения на 40-50 мин. прервалась радиосвязь на многие сотни километров от полигона. Радиоактивное загрязнение в районе эпицентра оказалось небольшим (1 миллирентген в час) поэтому исследовательский персонал смог работать там без опасности для здоровья через 2 часа после взрыва.

По оценкам специалистов, мощность супербомбы составила около 58 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Это примерно в три тысысячи раз мощнее атомной бомбы, сброшенной США на Хиросиму в 1945 г. (13 килотонн).

Съемка испытания велась как с земли, так и с борта Ту-95В, который на момент взрыва успел отойти на расстояние более 45 км, а также с самолета Ил-14 (на момент взрыва был на расстоянии 55 км). На последнем за испытаниями наблюдали маршал Советского Союза Кирилл Москаленко и министр среднего машиностроения СССР Ефим Славский.

Реакция в мире на советскую супербомбу

Демонстрация Советским Союзом возможности создания неограниченных по мощности термоядерных зарядов преследовала цель установления паритета в ядерных испытаниях, прежде всего с США.

После продолжительных переговоров 5 августа 1963 г. в Москве представители США, СССР и Великобритания подписали Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в космическом пространстве, под водой и на поверхности Земли. С момента его вступления в силу СССР производил только подземные ядерные испытания. Последний взрыв был проведен 24 октября 1990 г. на Новой Земле, после чего Советский Союз объявил об одностороннем моратории на испытания ядерного оружия. В настоящее время этого моратория придерживается и Россия.

Итог ядерных испытаний

Советский бомбардировщик сбросил бомбу в точно заданном на карте районе на высоте 10,5 тысячи метров. Парашютная система замедлила падение бомбы на 188 секунд до расчётной точки взрыва, произошедшего на высоте четырех километров. Согласно хронике событий, это произошло в 11 часов 33 минуты по московскому времени.

Самолёт-носитель к моменту взрыва успел улететь на 39 км от эпицентра, световая вспышка оставила следы оплавления в нескольких местах на его обшивке. Ударная волна настигла Ту-95В на удалении в 115 км от точки взрыва и серьёзно встряхнула, вызвав почти километровую потерю высоты, но самолёт благополучно вернулся на базу.

Результаты взрыва водородной бомбы на Новой Земле показали заметное превышение расчётных ожиданий по мощности: около 58 Мт вместо предполагаемой 51,5 Мт. Взрывная волна трижды обошла вокруг всего земного шара, нарушение радиосвязи по всей Арктике продолжалось в течение часа. Огненный шар взрыва достиг радиуса примерно 4,6 километра. Теоретически он мог бы вырасти до поверхности земли, однако, этому воспрепятствовала отражённая ударная волна. Из-за большого запаса высоты, воронки на месте взрыва не образовалось.

Термоядерный «гриб» имел диаметр до 97 километров и поднялся на высоту около 64 километров, к нижней границе космоса. Световая вспышка была замечена в Норвегии, Гренландии и даже на Аляске. Акустическая волна распространилась на 700-800 километров от эпицентра, её силы оказалось достаточно, чтобы выбить стёкла на зданиях острова Диксон. Деревянные строения в заброшенном посёлке, расположенным в 200 километрах от места взрыва, оказались разрушенными.

При этом взрыв оказался сравнительно «чистым» в плане радиоактивного загрязнения: 97,5% массы радиоактивных веществ было выработано в реакции термоядерного синтеза. Учёные смогли высадиться в эпицентре взрыва уже через два часа, причём сильного превышения радиоактивного фона не было отмечено.

В конечном итоге испытанием термоядерной бомбы, произведённым в 1961 году на Новой Земле, были достигнуты все цели, поставленные руководством СССР. Взрыв произвёл мощный пропагандистский эффект на население стран Запада, хотя президент США Джон Кеннеди, комментируя это событие, подчеркнул сохранение за Америкой подавляющего превосходства в совокупной мощи ядерных вооружений. На тот момент американский ядерный арсенал превосходил советский в 17 раз. Но испытания «Царь-бомбы» стали одним из главных факторов, способствовавших подписанию ядерными державами в 1963 году в Москве договора о запрете проведения ядерных испытаний в космосе, на земле или под водой.

Для Советского Союза было важным, что испытания дало практическое подтверждение теоретическим расчётам учёных и конструкторов ядерного оружия. Хотя бомба АН 602 изначально не предназначалась для практического военного использования. Бомбардировщик Ту-95В не был способен долететь с такой боевой нагрузкой до территории США, а проводимые в дальнейшем разработки в области межконтинентальных баллистических ракет столь массивных и мощных зарядов уже не требовали.